Giải vật lí 11 bài 22: Lực Lo-ren-xo
Nội dung bài gồm:
- I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
- II. GIẢI BÀI TẬP
- Giải câu 1: Lực Lo-ren-xơ là gì? Viết công thức...
- Giải câu 2: Phát biểu quy tắc bàn tay trái cho...
- Giải câu 3: Phát biểu nào dưới đây là sai...
- Giải câu 4: Phát biểu nào sau đây là đúng...
- Giải câu 5: Một ion bay theo quỹ đạo tròn bán...
- Giải câu 6: So sánh lực điện và lực Lo-ren-xơ...
- Giải câu 7: Hạt proton chuyển động theo quỹ...
- Giải câu 8*: Trong một từ trường đều có $\overrightarrow{B}$...
I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1. Lực Lo-ren-xo
Lực Lo-re-xơ: là lực từ tác dụng lên các điện tích chuyển động trong từ trường.
Lực từ $\overrightarrow{F}$ tác dụng lên phần tử dòng điện $I.\overrightarrow{l}$ có phương vuông góc với $\overrightarrow{B}$ và $\overrightarrow{l}$, có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái và có độ lớn được xác định bởi công thức: $F = I.l.B.\sin \alpha $. Giả thiết là từ trường đều.
Giả sử phần tử mang điện chứa N hạt điện tích thì lực lo-ren-xo là:
$f = \frac{F}{N} = \frac{I.l}{N}.\sin \alpha $.
Gọi n0 là mật độ hạt điện tích trong dây dẫn, S là tiết diện dây dẫn thì:
N = n0.S.l (S.l là thể tích dây dẫn).
I = q0.(S.v.n0)
$\Rightarrow $ $\frac{I.l}{N} = q_{0}.v$
Vậy công thức của lực Lo-ren-xo là: f = q0.v.B. $\sin \alpha $.
Lực lo-ren-xo do từ trường có cảm ứng từ $\overrightarrow{B}$ tác dụng lên một hạt tích điện q0 chuyển động với vân tốc $\overrightarrow{v}$:
- Có phương vuông góc với $\overrightarrow{v}$ và $\overrightarrow{B}$;
- Có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái: để bàn tay trái mở rộng sao cho từ trường hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón giữa là chiều của $\overrightarrow{v}$ khi q0 > 0 và ngược chiều $\overrightarrow{v}$ khi q0 < 0. Lúc đó, chiều của lực lo-ren-xo là chiều ngón tay cái choãi ra;
- Có độ lớn: f = q0.v.B. $\sin \alpha $.
- $\alpha $ là góc tạo bởi $\overrightarrow{v}$ và $\overrightarrow{B}$.
2. Chuyển động của hạt tích điện trong từ trường đều
2.1. Công suất tức thời của lực Lo-ren-xo
Công suất tức thời của lực lo-ren-xo (lực duy nhất tác dụng lên điện tích) tác dụng lên một điện tích q có khối lượng m là:
P = $\overrightarrow{f}$.$\overrightarrow{v}$ = 0.
$\Rightarrow $ độ lớn vận tốc của hạt không đổi, hạt chuyển động đều.
2.2. Chuyển động của hạt điện tích trong từ trường đều
Xét điện tích q, khối lượng m chuyển động trong một từ trường đều $\overrightarrow{B}$ với vecto vận tốc ban đầu vuông góc với từ trường.
Phương trình chuyển động của hạt: $m.\overrightarrow{a} = \overrightarrow{f}$.
Lực lo-ren-xo đóng vai trò là lực hướng tâm, nên ta có:
$f = m.\frac{v^{2}}{R} = \left | q \right |.v.B$, với R là bán kính cong quỹ đạo.
Vì R không đổi nên quỹ đạo chuyển động của một điện tích là một đường tròn.
Kết quả: Quỹ đạo của một hạt tích điện chuyển động trong một từ trường đều, với điều kiện vận tốc ban đầu vuông góc với từ trường, là một đường tròn nằm trong mặt phẳng vuông góc với từ trường, có bán kính cho bởi công thức: $R = \frac{m.v}{\left | q \right |.B}$.
Ứng dụng của lực Lo-ren-xo: đo điện từ, ống phóng điện tử truyền hình, máy gia tốc, khối phổ kế,...
II. GIẢI BÀI TẬP
Bài giải:
Lực Lo-re-xơ: là lực từ tác dụng lên một điện tích chuyển động trong từ trường.
Công thức của lực Lo-ren-xo là: f = q0.v.B. $\sin \alpha $.
Bài giải:
Quy tắc bàn tay trái cho lực Lo-ren-xơ: để bàn tay trái mở rộng sao cho từ trường hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón giữa là chiều của $\overrightarrow{v}$ khi q0 > 0 và ngược chiều $\overrightarrow{v}$ khi q0 < 0. Lúc đó, chiều của lực lo-ren-xo là chiều ngón tay cái choãi ra.
Bài giải:
Chọn đáp án C.
Bài giải:
Chọn đáp án D.
Giải thích: Khi electron bay theo hướng của từ trường thì góc hợp bởi vecto vận tốc của electron với từ trường là 0, do đó lực Lo-ren-xơ tác dụng lên hạt bằng 0. Vì vậy, chuyển động của hạt không đổi.
Chọn đáp án C.
Giải thích:
Bán kính quỹ đạo của ion chuyển động trong từ trường khi có vận tốc vuông góc với đường sức từ là: $R = \frac{m.v}{\left | q \right |.B}$.
Vậy khi vận tốc tăng lên gấp đôi thì bán kính cũng tăng lên 2 lần.
Bài giải:
Lực điện: cùng phương với cảm ứng điện.
Lực Lo-ren-xơ: có phương vuông góc với cảm ứng từ.
Bài giải:
a. Tốc độ proton là:
$R = \frac{m.v}{\left | q \right |.B}$ $\Rightarrow $ $v = \frac{R.q.B}{m} = \frac{5.1,6.10^{-19}.10^{-2}}{1,672.10^{-27}} \approx 4,8.10^{6}$ (m/s).
b. chu kì của proton là: $T = \frac{2\pi .R}{v} = \frac{2\pi .5}{4,8.10^{6}} \approx 6,5.10^{-6}$ (s).
Giải câu 8*: Trong một từ trường đều có $\overrightarrow{B}$...
Trong một từ trường đều có $\overrightarrow{B}$ thẳng đứng, cho một dòng các ion bắt đầu đi vào từ trường từ điểm A và đi ra tại điểm C, sao cho AC là $\frac{1}{2}$ đường tròn trong mặt phẳng nằm ngang. Các ion có cùng điện tích, cùng vận tốc đầu. Cho biết khoảng cách AC giữa điểm đi vào và điểm đi ra đối với ion C2H5O+ là 22,5 cm, xác định khoảng cách AC đổi với các ion C2H5OH+; C2H5+; OH+; CH2OH+; CH3+; CH2+.
Bài giải:
Bán kính quỹ đạo của ion C2H5O+ là $R = \frac{22,5}{2} = 11,25$ (cm).
Ta có: $\frac{R_{C_{2}H_{5}OH^{+}}}{R_{C_{2}H_{5}O^{+}}} = \frac{m_{C_{2}H_{5}OH^{+}}}{C_{2}H_{5}O^{+}} = \frac{46}{45}$ $\Rightarrow $ $R_{C_{2}H_{5}OH^{+}} = \frac{46}{45}.11,25 = 11,5$
Vậy khoảng cách AC của ion C2H5OH+ là: 11,5.2 = 23 (cm).
Tương tự, khoảng các AC đối với các ion C2H5+; OH+; CH2OH+; CH3+; CH2+ lần lượt là: 14,5; 8,5; 15,5; 7,5; 7,0 (cm).
Xem thêm lời giải Giải môn Vật lí lớp 11
- 👉 Giải vật lí 11 bài 1: Điện tích. Định luật Cu lông
- 👉 Giải vật lí 11 bài 2: Thuyết êlectron. Định luật bảo toàn điện tích
- 👉 Giải vật lí 11 bài 3: Điện trường và cường độ điện trường. Đường sức điện
- 👉 Giải vật lí 11 bài 4: Công của lực điện
- 👉 Giải vật lí 11 bài 5: Điện thế. Hiệu điện thế
- 👉 Giải vật lí 11 bài 6: Tụ điện
- 👉 Giải vật lí 11 bài 7: Dòng điện không đổi. Nguồn điện
- 👉 Giải vật lí 11 bài 8: Điện năng – Công suất điện
- 👉 Giải vật lí 11 bài 9: Định luật Ôm đối với toàn mạch
- 👉 Giải vật lí 11 bài 10: Ghép các nguồn điện thành bộ
- 👉 Giải vật lí 11 bài 11: Phương pháp giải một số bài toán về toàn mạch
- 👉 Giải vật lí 11 bài 13: Dòng điện trong kim loại
- 👉 Giải vật lí 11 bài 14: Dòng điện trong chất điện phân
- 👉 Giải vật lí 11 bài 15: Dòng điện trong chất khí
- 👉 Giải vật lí 11 bài 16: Dòng điện trong chân không
- 👉 Giải vật lí 11 bài 17: Dòng điện trong chất bán dẫn
- 👉 Giải vật lí 11 bài 19: Từ trường
- 👉 Giải vật lí 11 bài 20: Lực từ Cảm ứng từ
- 👉 Giải vật lí 11 bài 21: Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt
- 👉 Giải vật lí 11 bài 22: Lực Lo-ren-xo
- 👉 Giải vật lí 11 bài 24: Suất điện động cảm ứng
- 👉 Giải vật lí 11 bài 25: Tự cảm
- 👉 Giải bài 26 vật lí 11: Khúc xạ ánh sáng
- 👉 Giải vật lí 11 bài 27: Phản xạ toàn phần
- 👉 Giải vật lí 11 bài 12: Thực hành: Xác định suất điện động và điện trở trong của một pin điện hóa ( Phần 1)
- 👉 Giải vật lí 11 bài 12: Thực hành: Xác định suất điện động và điện trở trong của một pin điện hóa ( Phần 2)
- 👉 Giải vật lí 11 bài 18: Thực hành: Khảo sát đặc tính chỉnh lưu của điôt bán dẫn và đặc tính khuếch đại của tranzito ( Phần 1)
- 👉 Giải vật lí 11 bài 18: Thực hành: Khảo sát đặc tính chỉnh lưu của điôt bán dẫn và đặc tính khuếch đại của tranzito ( Phần 2)
- 👉 Giải vật lí 11 bài 23: Từ thông – Cảm ứng điện từ
- 👉 Giải vật lí 11 bài 28: Lăng kính
- 👉 Giải vật lí 11 bài 30: Giải bài toán về hệ thấu kính
- 👉 Giải vật lí 11 bài 31: Mắt
- 👉 Giải vật lí 11 bài 32: Kính lúp
- 👉 Giải vật lí 11 bài 33: Kính hiển vi
- 👉 Giải vật lí 11 bài 34: Kính thiên văn
- 👉 Giải vật lí 11 bài 35: Thực hành: Xác định tiêu cự của thấu kính phân kì (Phần 1)
- 👉 Giải vật lí 11 bài 35: Thực hành: Xác định tiêu cự của thấu kính phân kì (Phần 2)
Lớp 11 | Các môn học Lớp 11 | Giải bài tập, đề kiểm tra, đề thi Lớp 11 chọn lọc
Danh sách các môn học Lớp 11 được biên soạn theo sách giáo khoa mới của bộ giáo dục đào tạo. Kèm theo lời giải sách bài tập, sách giáo khoa, đề kiểm tra 15 phút, 45 phút (1 tiết), đề thi học kì 1 và học kì 2 năm học 2024 ngắn gọn, chi tiết dễ hiểu.
Toán Học
- Đề thi, đề kiểm tra Toán lớp 11
- SBT Toán lớp 11 Nâng cao
- SBT Toán 11 Nâng cao
- SGK Toán 11 Nâng cao
- SBT Toán lớp 11
- SGK Toán lớp 11
Vật Lý
- SBT Vật lí 11 Nâng cao
- SGK Vật lí lớp 11 Nâng cao
- SBT Vật lí lớp 11
- SGK Vật lí lớp 11
- Giải môn Vật lí lớp 11
Hóa Học
- Đề thi, đề kiểm tra Hóa lớp 11
- SBT Hóa học 11 Nâng cao
- SGK Hóa học lớp 11 Nâng cao
- SBT Hóa lớp 11
- SGK Hóa lớp 11
Ngữ Văn
Lịch Sử
Địa Lý
Sinh Học
- Đề thi, đề kiểm tra Sinh lớp 11
- SGK Sinh lớp 11 Nâng cao
- SBT Sinh lớp 11
- SGK Sinh lớp 11
- Giải môn Sinh học lớp 11
GDCD
Tin Học
Tiếng Anh
- Đề thi, đề kiểm tra Tiếng Anh 11 mới
- SBT Tiếng Anh lớp 11
- SGK Tiếng Anh lớp 11
- SBT Tiếng Anh lớp 11 mới
- SGK Tiếng Anh lớp 11 Mới